V dnešní době už mají dobré elektromobily dostatečný dojezd pro většinu lidí, ale stále jsou mnohem dražší než jejich protějšky ICE (Internal Combustion Engine). To je důvod, proč jsou LFP (LiFePO4) a CTP (cell-to-pack) extrémně důležité technologie, aby se elektromobily staly mainstreamem. Výrobci automobilů, kteří neplánují používat tyto dvě technologie co nejdříve, to s hromadnou výrobou elektromobilů nemyslí vážně. Například Stellantis plánuje začít používat CTP balíčky s LFP buňkami až do roku 2024…
LFP je bezkobaltová chemie baterií, která v kombinaci s jednoduchými CTP bateriemi může konečně způsobit, že elektromobily budou konkurovat vozům ICE cenou a dostupností.
Zatímco na úrovni článků není hustota energie skvělá, na úrovni baterie může LFP konkurovat ostatním chemikáliím. Vzhledem k tomu, že LFP je velmi bezpečná chemie baterií a články nehoří ani neexplodují, i když jsou propíchnuty, nevyžadují baterie mnoho ochranných prostředků. Proto se bateriové sady LFP velmi jednoduše sestaví a mohou přijmout konfiguraci CTP bez modulu.
Pokud jde o běžné buňky NCA a NCM, jsou energeticky hustší, ale nejsou příliš bezpečné. Bateriové sady vyrobené s těmito články vyžadují moduly a kovové desky, které fungují jako firewally v případě, že článek shoří nebo exploduje.
Sečteno a podtrženo, se super bezpečnými bateriemi LFP jsou poměry VCTP (volumetric cell-to-pack) a GCTP (gravimetric cell-to-pack) mnohem vyšší. Podívejme se na některá průměrná čísla.
Baterie LFP
Bateriové sady NCM/NCA
Poměr VCTP nám říká, jak velká část objemu baterie odpovídá aktivnímu materiálu – který ve skutečnosti ukládá energii (články). Zbytek objemu je z pasivního materiálu použitého k sestavení a ochraně článků (pouzdro, moduly, kabely, senzory, BMS, TMS atd.).
Poměr GCTP nám říká, kolik z hmotnosti baterie odpovídá aktivnímu materiálu – který ve skutečnosti ukládá energii (články). Zbytek hmotnosti je z pasivního materiálu použitého k sestavení a ochraně článků (pouzdro, moduly, kabely, senzory, BMS, TMS atd.).
Jak vidíte, nejen články NCA a NCM jsou samy o sobě dražší než LFP, ale jejich bateriové sady jsou také mnohem složitější a vyžadují drahý materiál, aby byly do jisté míry bezpečné. Pouze asi 45 % objemu využívá aktivní materiál (články), což znamená, že většinu prostoru zabírá pasivní materiál potřebný k sestavení a ochraně článků.
Níže můžete vidět jednoduchost, které společnost BYD dosáhla v roce 2020 odstraněním modulů uvedením baterie Blade, která se řídí konfigurací CTP.
Evoluce baterie BYD
Podívejme se dále, jaké hustoty energie očekávají významní výrobci bateriových článků brzy dosáhnout s bateriovými články LFP.
SVOLT
SVOLT očekává, že zvýší hustotu energie LFP článků přidáním více křemíku do grafitových anod.
Guoxuan
Guoxuan očekává, že zvýší energetickou hustotu LFP článků nahrazením grafitu křemíkem v anodě.
CATL
Do roku 2023 CATL očekává zavedení chemie baterií LxFP, což je pravděpodobně vysokonapěťová verze LFP (LMFP/LFMP), o které píšu již několik let.
Plán baterie CATL
Teď už asi víte, že baterie BYD Blade je můj oblíbený design baterie. Krčím se pokaždé, když se dívám na video, jak Sandy Munro bourá baterii od starších výrobců automobilů. Je tam tolik harampádí, kterému by se dalo předejít jednoduchou CTP baterií vyrobenou z LFP článků. Představte si, jak jednoduché a rychlé mohou být výrobní linky, které montují baterie CTP.
Při prvním uvedení na trh v roce 2020 dosáhla baterie BYD Blade hustoty energie 166 Wh/kg na úrovni článků a 140 Wh/kg na úrovni baterie. Chemie LFP se však od té doby zlepšuje a jsem zvědav, jak energeticky hustá bude druhá generace. Pokud BYD dosáhne 200 Wh/kg na úrovni článku, baterie Blade může dosáhnout 170-180 Wh/kg.
Budu zklamán, pokud do příštího roku BYD nepoužije křemík jako anody pro rychlejší nabíjení a nedosáhne alespoň 170 Wh/kg na úrovni balení.
Blížící se příchod e-platformy BYD 3.0 je dobrou příležitostí k představení druhé generace baterie Blade. Jsem zvědavý na hustotu energie baterie použité v nadcházejícím BYD Dolphin.
BYD e-Platform 3.0
